Implementations and applications of Out of Phase Imaging after Optical Modulation (OPIOM) in fluorescence macro-imaging and fluorescence endomicroscopy - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2018

Implementations and applications of Out of Phase Imaging after Optical Modulation (OPIOM) in fluorescence macro-imaging and fluorescence endomicroscopy

Implémentations et applications de "Out of Phase Imaging after Optical Modulation (OPIOM)" en macro-imagerie par fluorescence et endomicroscopie par fluorescence

Résumé

Based on an analysis of the fluorescent emission on a leaf model, a first optical setup has been built for macro-scale fluorescence imaging, which implements the Speed OPIOM (Out of Phase Imaging after Optical Modulation) protocol to observe the fluorescence of living plants labeled with genetically-encoded reversibly photoswitchable fluorescent proteins. The optical system was designed to image both the red and green emission channels with good quality over an area of about 4 × 4 mm2. This setup allowed biologists to measure the level of expression of fluorescent probes in living plants, without interference from autofluorescence and ambient light, even under sunlight. This fluorescence macroscope also found other applications in fluorescence macro-imaging, e.g. western blot analysis & bacterial selection, against the autofluorescence of the substrate. A fiber bundle-based endoscope incorporating Speed OPIOM has also been built. This second optical setup improved as well the contrast of the image against an autofluorescent background. In addition, it has been used to evidence optical sectioning by a series of numerical simulations and experimental measurements.
L'analyse de l'émission de fluorescence sur un modèle foliaire a permis de mettre au point un premier dispositif optique pour la macro-imagerie par fluorescence qui met en œuvre le protocole Speed OPIOM (Out of Phase Imaging after Optical Modulation) pour observer la fluorescence de plantes vivantes marquées avec des protéines fluorescentes réversiblement photo-commutables génétiquement encodées. Ce système optique a été conçu pour obtenir une image de bonne qualité des canaux d'émission rouge et vert sur une surface d'environ 4 × 4 mm2. Il a permis aux biologistes de mesurer le niveau d'expression des sondes fluorescentes dans les plantes vivantes, sans interférence de l'autofluorescence et de la lumière ambiante, même en plein soleil. Ce macroscope de fluorescence a également trouvé d'autres applications en macro-imagerie de fluorescence, par exemple l'analyse de Western blots et la sélection bactérienne sur des supports fortement autofluorescents. Un endoscope à faisceau de fibres optiques intégrant Speed OPIOM a également été construit. Ce second dispositif optique a également amélioré le contraste de l'image sur un fond autofluorescent. De plus, il a été utilisé pour mettre en évidence un phénomène de sectionnement optique à l'aide d'une série de simulations numériques et de mesures expérimentales.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03125284 , version 1 (29-01-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03125284 , version 1

Citer

Ruikang Zhang. Implementations and applications of Out of Phase Imaging after Optical Modulation (OPIOM) in fluorescence macro-imaging and fluorescence endomicroscopy. Biophysics. Sorbonne Université, 2018. English. ⟨NNT : 2018SORUS541⟩. ⟨tel-03125284⟩
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